C# 基础编程框架详解
C#是一种面向对象的现代编程语言,其核心运行在**.NET框架**上。
C#基础编程框架。C#是一种面向对象的编程语言,由微软开发,运行在.NET框架上。因此,我们需要涵盖.NET框架的基本概念,包括公共语言运行时(CLR)和基类库(BCL),以及C#语言的核心特性。
结构:
- .NET框架概述
- 公共语言运行时(CLR)
- 基类库(BCL)
- C#程序的基本结构
- 命名空间(Namespaces)
- 类(Classes)和对象(Objects)
- 方法(Methods)
- 属性(Properties)
- 事件(Events)
- 委托(Delegates)
- 异常处理(Exception Handling)
以下是关键组成部分的详细说明:
1. 公共语言运行时 (CLR)
- 核心引擎:管理代码执行,提供内存管理(自动垃圾回收)、线程管理、异常处理等服务
- 即时编译 (JIT):将中间语言 (IL) 编译为本地机器码
- 类型安全验证:确保代码不执行非法内存访问
// CLR自动管理对象生命周期
var obj = new MyClass(); // 创建对象
// 当obj超出作用域时,垃圾回收器自动释放内存
2. 基础类库 (BCL)
提供数千个预构建类,涵盖常见功能:
- 系统核心:
System命名空间(基础数据类型、数学计算) - 数据操作:
System.Collections(集合)、System.Linq(查询) - 文件与IO:
System.IO(文件读写) - 网络通信:
System.Net(HTTP/TCP协议)
using System.IO; // 引入命名空间
// 使用BCL读取文件
string text = File.ReadAllText("data.txt");
3. 程序基本结构
using System; // 引入命名空间
namespace MyApp // 逻辑容器
{
class Program // 类定义
{
static void Main(string[] args) // 程序入口点
{
Console.WriteLine("Hello, .NET!"); // 使用BCL功能
}
}
}
4. 核心语言特性
- 面向对象:封装、继承、多态
public class Animal { } // 基类 public class Dog : Animal { } // 继承 - 强类型系统:值类型(
int,struct)与引用类型(class,delegate) - 异步编程:
async/await模式public async Task LoadDataAsync() { var data = await httpClient.GetStringAsync(url); }
5. 内存管理模型
- 堆(Heap):存储引用类型对象,由垃圾回收器 (GC) 自动管理
- 栈(Stack):存储值类型变量和方法调用帧
- GC工作原理:分代回收(Gen0/Gen1/Gen2),通过标记-清除算法释放内存
6. 程序集 (Assembly)
- 部署单元:包含IL代码、元数据和资源的
.dll或.exe文件 - 版本控制:通过强名称签名避免DLL冲突
- 反射支持:运行时动态加载和检查程序集
// 动态加载程序集
var assembly = Assembly.LoadFrom("MyLib.dll");
7. 跨平台支持
- .NET Core/.NET 5+:支持Windows/Linux/macOS
- 运行时标识符 (RID):
win-x64,linux-arm等目标平台配置 - 依赖管理:通过
NuGet包管理器集成第三方库
关键优势:
- 类型安全减少运行时错误
- 自动内存管理降低资源泄漏风险
- 统一的BCL提供跨领域开发能力
- 通过
dotnetCLI工具链实现高效构建和部署
此框架使C#适用于Web应用(ASP.NET)、桌面应用(WPF)、移动开发(Xamarin)和云服务(Azure Functions)等多种场景。
(Visual Studio)C# 基础编程起手式详解
C#(读作“C Sharp”)是一种面向对象的编程语言,由微软开发,广泛用于Windows应用、游戏开发(如Unity引擎)和Web服务。对于初学者,掌握起手式是入门的关键。以下我将分步骤详细解释C#基础编程的起步过程,确保内容结构清晰、真实可靠。每个步骤都包含实践指导,帮助您逐步上手。
步骤1:安装开发环境
在开始编程前,需要安装必要的工具。C#的核心开发环境是.NET SDK(软件开发工具包),它包含编译器、运行时和库。推荐使用 Visual Studio(IDE,集成开发环境),它提供图形界面和调试工具,简化开发。
- 推荐工具:
- 下载并安装Visual Studio Community版(免费)。
- 选择安装时,勾选“.NET桌面开发”工作负载。
- 替代方案:如果使用轻量级工具,可安装.NET SDK,然后通过命令行操作。
- 验证安装:打开命令提示符(Windows)或终端(Mac/Linux),输入
dotnet --version,如果显示版本号(如7.0.100),则表示安装成功。
步骤2:创建第一个项目
项目是代码的组织单元。从控制台应用程序开始,这是最简单的入门方式。
- 在Visual Studio中创建:
- 启动Visual Studio。
- 点击“创建新项目”。
- 选择“控制台应用”模板(名称如“Console App”),命名项目(如“HelloWorld”),选择.NET版本(推荐最新稳定版,如.NET 7.0)。
- 点击“创建”,IDE会自动生成基础代码。
- 通过命令行创建(如果使用.NET SDK):
- 打开终端,输入:
dotnet new console -n HelloWorld - 进入项目目录:
cd HelloWorld。 - 此命令会生成一个包含
Program.cs文件的项目。
- 打开终端,输入:
步骤3:编写和运行基础代码
C#的“Hello World”程序是经典起点。它演示了基本语法:入口点方法、输出语句。
- 代码示例:打开生成的
Program.cs文件,默认内容如下。这是一个完整的可运行程序。// Program.cs using System; class Program { static void Main(string[] args) { Console.WriteLine("Hello, World!"); // 输出文本到控制台 } }- 解释:
using System;:导入System命名空间,包含基础类如Console。class Program:定义一个类,C#代码必须包含在类中。static void Main(string[] args):程序入口点,static表示无需实例化即可运行。Console.WriteLine("Hello, World!");:输出一行文本。
- 解释:
- 运行程序:
- 在Visual Studio:按
F5键或点击“启动调试”按钮。 - 通过命令行:在项目目录下,输入
dotnet run。 - 输出:控制台将显示
Hello, World!。
- 在Visual Studio:按
步骤4:理解基本语法元素
掌握基础语法是后续学习的关键。以下是核心概念:
- 变量和数据类型:C#是强类型语言,变量需声明类型。
- 示例:在
Main方法中添加:int number = 10; // 整数类型 string message = "C# is fun!"; // 字符串类型 Console.WriteLine($"Number: {number}, Message: {message}"); - 常见类型:
int(整数)、double(浮点数)、bool(布尔值,如true或false)、string(文本)。
- 示例:在
- 控制流:使用条件语句和循环。
if语句示例:int score = 85; if (score >= 60) { Console.WriteLine("Passed!"); } else { Console.WriteLine("Failed!"); }for循环示例:for (int i = 0; i < 5; i++) { Console.WriteLine($"Iteration: {i}"); }
- 方法定义:封装可重用代码。
static int Add(int a, int b) { return a + b; } // 在Main中调用:int sum = Add(3, 5); Console.WriteLine($"Sum: {sum}");
步骤5:编译和调试基础
- 编译过程:C#代码被编译为中间语言(IL),然后由.NET运行时执行。使用
dotnet build命令可手动编译(生成bin目录下的可执行文件)。 - 调试技巧:
- 在Visual Studio中,设置断点(点击代码行号左侧),运行程序时会暂停,可检查变量值。
- 处理错误:常见错误如语法错误(缺少分号
;)或类型不匹配。IDE会提示错误信息,根据提示修正代码。
- 最佳实践:
- 写注释:用
//或/* ... */解释代码。 - 命名规范:变量和类名用驼峰式(如
myVariable),类名首字母大写(如Program)。 - 增量测试:每添加新功能后运行程序,确保无错误。
- 写注释:用
后续学习建议
- 资源推荐:
- 官方文档:Microsoft Learn C#教程。
- 练习平台:LeetCode或HackerRank的C#题目。
- 进阶方向:掌握面向对象(类、继承)、异常处理(
try-catch)、和集合(如List<T>)后,可尝试构建小型应用(如计算器)。
通过以上步骤,您已完成了C#编程的起手式。实践是核心——尝试修改代码(如输出不同消息),加深理解。遇到问题时,可查阅文档或社区论坛(如Stack Overflow)。祝您编程愉快!
(Unity)C# 基础编程起手式详解
1. 创建脚本
- 在Unity编辑器中:
- 右键点击
Assets文件夹 →Create→C# Script - 命名脚本(如
PlayerController) - 双击脚本在Visual Studio中打开
- 右键点击
2. 基础脚本结构
using UnityEngine;
public class PlayerController : MonoBehaviour
{
// 1. 变量声明区
public float moveSpeed = 5.0f; // public变量可在Inspector中调整
// 2. 初始化函数(第一帧前执行)
void Start()
{
Debug.Log("游戏启动");
}
// 3. 每帧更新函数
void Update()
{
float horizontal = Input.GetAxis("Horizontal");
transform.Translate(horizontal * moveSpeed * Time.deltaTime, 0, 0);
}
}
3. 核心组件操作
// 获取组件
Rigidbody rb = GetComponent<Rigidbody>();
// 修改组件属性
void Start()
{
GetComponent<Renderer>().material.color = Color.red;
}
// 添加组件
[RequireComponent(typeof(Rigidbody))] // 自动添加刚体
public class Movement : MonoBehaviour { ... }
4. 输入控制
void Update()
{
// 键盘输入
if (Input.GetKeyDown(KeyCode.Space))
{
Jump();
}
// 鼠标输入
if (Input.GetMouseButton(0))
{
Fire();
}
}
5. 物理运动
public float jumpForce = 300f;
void Update()
{
if (Input.GetButtonDown("Jump"))
{
Rigidbody rb = GetComponent<Rigidbody>();
rb.AddForce(Vector3.up * jumpForce);
}
}
6. 碰撞检测
// 碰撞发生时触发
void OnCollisionEnter(Collision collision)
{
if (collision.gameObject.tag == "Enemy")
{
Destroy(gameObject); // 销毁当前物体
}
}
// 触发器检测
void OnTriggerEnter(Collider other)
{
if (other.CompareTag("Coin"))
{
Destroy(other.gameObject); // 销毁硬币
}
}
7. 调试技巧
// 控制台输出
Debug.Log("玩家位置: " + transform.position);
// 屏幕绘制调试信息
void OnGUI()
{
GUI.Label(new Rect(10, 10, 200, 20), "生命值: " + health);
}
最佳实践
- 命名规范:类名
PascalCase,变量camelCase - 访问权限:优先使用
private变量,需要Inspector调整时用[SerializeField][SerializeField] private int maxHealth = 100; - 时间控制:运动必须使用
Time.deltaTime保证帧率无关 - 组件缓存:频繁使用的组件在
Start()中缓存private Rigidbody rb; void Start() { rb = GetComponent<Rigidbody>(); }
基础工作流
- 创建脚本 → 2. 编写逻辑 → 3. 拖拽到GameObject → 4. 运行测试 → 5. 调试优化
提示:Unity API文档是必备工具(菜单
Help→Scripting Reference),掌握MonoBehaviour生命周期函数(如Awake(),FixedUpdate())是进阶基础。
基于 Unity 开发类似《背包英雄》的 C# 游戏 ... ...
1. 背包网格系统
public class GridSystem : MonoBehaviour
{
public int gridWidth = 8; // 背包宽度
public int gridHeight = 6; // 背包高度
public float cellSize = 64f; // 格子尺寸
private Item[,] gridItems; // 存储物品的二维数组
void Start()
{
InitializeGrid();
}
private void InitializeGrid()
{
gridItems = new Item[gridWidth, gridHeight];
// 创建网格UI逻辑
}
public bool PlaceItem(Item item, int x, int y)
{
// 检查物品是否超出边界
if (x < 0 || y < 0 ||
x + item.Width > gridWidth ||
y + item.Height > gridHeight)
return false;
// 检查目标位置是否已有物品
for (int i = x; i < x + item.Width; i++)
{
for (int j = y; j < y + item.Height; j++)
{
if (gridItems[i, j] != null)
return false;
}
}
// 放置物品
for (int i = x; i < x + item.Width; i++)
{
for (int j = y; j < y + item.Height; j++)
{
gridItems[i, j] = item;
}
}
return true;
}
}
2. 物品系统
public class Item : MonoBehaviour
{
public int Width = 1; // 物品宽度
public int Height = 1; // 物品高度
public ItemType Type; // 物品类型
// 物品效果
public int AttackBonus;
public int DefenseBonus;
public int HealthBonus;
public enum ItemType
{
Weapon,
Armor,
Consumable,
Special
}
private void OnMouseDrag()
{
// 实现拖拽逻辑
Vector3 mousePos = Camera.main.ScreenToWorldPoint(Input.mousePosition);
transform.position = new Vector3(mousePos.x, mousePos.y, 0);
}
}
3. 角色属性系统
public class PlayerStats : MonoBehaviour
{
public int BaseAttack = 5;
public int BaseDefense = 3;
public int MaxHealth = 100;
[HideInInspector] public int CurrentAttack;
[HideInInspector] public int CurrentDefense;
[HideInInspector] public int CurrentHealth;
void Start()
{
RecalculateStats();
}
public void RecalculateStats()
{
CurrentAttack = BaseAttack;
CurrentDefense = BaseDefense;
// 遍历背包物品计算加成
foreach (Item item in FindObjectsOfType<Item>())
{
CurrentAttack += item.AttackBonus;
CurrentDefense += item.DefenseBonus;
MaxHealth += item.HealthBonus;
}
}
}
4. 战斗系统(伪代码)
public class CombatSystem
{
public void StartBattle(Enemy enemy)
{
// 计算玩家最终伤害 = 攻击力 × (1 - 敌人防御%)
int damage = player.CurrentAttack * (1 - enemy.DefenseRatio);
// 敌人反击
int enemyDamage = enemy.AttackPower * (1 - player.DefenseRatio);
// 更新生命值
player.CurrentHealth -= enemyDamage;
enemy.Health -= damage;
}
}
5. 核心实现步骤
-
场景搭建
- 创建背包网格UI(使用Unity Grid Layout Group)
- 添加物品槽位预制体
- 设计物品图标(不同形状)
-
物品数据管理
- 使用ScriptableObject存储物品数据
[CreateAssetMenu] public class ItemData : ScriptableObject { public Sprite icon; public Vector2Int size; public int attackMod; // ...其他属性 } -
物品放置优化
- 实现自动吸附网格功能
- 添加旋转物品功能(调整物品朝向)
- 实现物品碰撞检测
-
属性联动系统
- 添加相邻物品特效(如相邻武器增加暴击率)
- 实现套装效果(同类型物品组合加成)
-
数据持久化
- 使用JSON保存背包状态
- 实现存档/读档功能
6. 关键优化技巧
- 使用对象池管理物品实例
- 通过事件系统解耦(如物品放置事件→属性更新事件)
- 添加背包整理按钮(自动排列物品算法)
- 实现物品提示框(显示详细属性)
完整实现需包含:物品生成系统、战斗结算、商店交易、关卡进度管理等模块。建议使用Unity的UGUI系统构建界面,通过Canvas Group实现拖拽时的半透明效果。
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